基于t-s模糊系统的加性故障观测与容错控制问题研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于T-S模糊系统的加性故障观测与容错控制问题研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：张博洋董久祥教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：叶丹任涛、车伟伟东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchonAdditiveFaultObservationandFaultTolerantC

2、ontrolforT-SFuzzySystemByZhangBoyangSupervisor：ProfessorDongJiuxiangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。学位论文作者签名：晰嗲Et期：砂／伫矿∥％学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年∥学位论文作者签名：狮咩导师签名：签字日期：易膨，衫．Z‘签字日期：万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于T-S模糊系统的加性故障观测与容错控制问题研究摘要控制系统在运行过程中经常受到各种故障信号的影响，加性故障是一种具有典型代表性的故障类型，针对加性故障信号设计观测器在实际中具有重要意义；故障观测一方面是进行故障诊断，了解系统的工作状况，另外一

4、个重要目标就是根据观测到的信息设计容错控制器，使系统在故障条件下仍能满足期望的性能。实际系统大多具有非线性特征，T-S模糊方法为非线性系统的分析提供了一条重要的途径。当被控对象中出现执行器或传感器故障时，故障信号与系统状态之间相互影响，如果仍然采用传统的状态观测器，不但无法观测故障信号，而且对系统状态的观测效果也会大打折扣。本文由此出发，较为详尽的研究了执行器故障与传感器故障观测器的设计方法。针对执行器故障，在现有成果基础上，研究了快速自适应执行器故障观测器的抗扰动问题，结合LMI方法，给出了玩性能最优的设计条件。针对传感器故障，研究了两种改进

5、型PD故障观测器，并进一步研究了第一型观测器，给出了使误差系统同时满足风性能与区域极点配置的LMI约束条件；针对不稳定的系统，设计了第二型改进PD故障观测器，可同时观测系统状态与故障信号。在观测信号的基础上，分别从基于观测器的状态反馈控制与模型参考控制两种思路出发研究了系统的容错控制问题，给出了两种容错控制器的设计条件。研究中采用T-S模糊模型逼近原有非线性系统，并通过仿真实验，验证了研究结果的有效性。最后对本文所做的工作进行了总结，并展望了以后的研究工作。关键词：T-S模糊系统；故障观测器；也性能；线性矩阵不等式(LMI)；容错控制万方数据东

6、北大学硕士学位论文摘要．．III．．万方数据东北大学硕士学位论丈AbstractTolerantControlforT-SAbstractControlsystemisoftenaffectedbyvariousfaultsignalsduringtheprocessofoperation，andresearchontheadditivefaultobservationplaysanimportantroleinthepracticeduetothefactthatit'satypicalrepresentativeoffaultsignals

7、．Ononehand，theobserverdesignisaimtoknowtheworkconditionofequipment；onanotherhand，itisimportanttodesignafauktolerantcontrollerbasedontheestimateinformationinordertomakefaultsystemmeetdesiredperformance．Mostofactualsystemshavenonlinearcharacteristics，andT-Sfuzzymethodprovidesa

8、comprehensivewaytoanalysisthenonlinearsystem．Whenactuatororsensorfailuresoc